物质最重要的参数之一是其密度。理解它是什么很简单：在体积相同的情况下，密度较大的物质比密度较小的物质具有更大的质量。但是这个密度取决于什么还不完全清楚。科拉科学中心地质研究所的首席研究员费利克斯·戈尔巴采维奇分析了各种化学元素的原子参数与其密度之间的关系。
这项研究的结果发表在《以色列科学 - 技术优势和工程物理学》上。在最一般的近似中，可以说元素周期表中化学元素的序列号越大，其密度就越高。
一种元素的主要特征是它的原子量，即它的含有该元素一定数量的质子和中子的同位素的质量的平均值。质子和中子的质量非常接近：它们分别为 1.6723x10-27 kg 和 1.6746x10-27 kg。一个电子的质量要小三个数量级以上：9.108x10-31 kg。
即使对于重元素（例如，铅在一个原子中有 82 个电子），它们对原子量的影响也极其微不足道，而原子量最终取决于原子核中质子和中子的总质量。然而，外壳中电子的数量、大小和形状决定了原子相互排斥的力，因此元素的原子量与其密度没有直接关系。
惰性气体密度对其原子核中质子和中子总和的依赖性
但在化学元素中，有一组质子、中子和电子的数量成比例增加。这是一组惰性气体：氦、氖、氩、氪、氙、氡。人工创造的短命元素oganesson属于同一组。它们结构的特殊性如下：在每一个的外壳中，除了氦（这种元素有一个壳层含有两个电子）外，含有八个电子，其余电子壳层的结构大体相似。
由于外部电子产生的强电场，惰性气体原子相互排斥力很大，因此即使是具有重核的氙和氡在大气压和室温下也保持气态。
科学家将每种惰性气体的密度值与原子核中质子和中子的总和进行比较，发现在 R2 = 0.9998 的可靠性下，原子核中的质子和中子数量之间存在正比关系。同位素的核和气体的密度。他试图将这种方法扩展到由其他原子组成的物质，从而可以找到密度、原子的外部体积以及原子核中质子和中子的总数之间的联系。
元素周期表的主要部分由金属和半金属组成。它们的原子量和密度已被反复测量，并在大量出版物中给出。研究人员分析了原子量（A）、密度（ρ）、原子直径（Da）和核直径（Dn）之间的关系。考虑到金属原子的形状接近球体，他计算了每个元素的原子体积与其原子核体积的比值（Vn/Va），等于直径的立方的比例。原子和原子核（（Dn）3 /（Da）3），并揭示了该比率与物质密度之间相当明确的关系。它由方程 ρ = 1.32х(Vn/Va)х10 exp14, g/cm3 描述，线性相关系数 R2 = 0.958。
这种严格的依赖关系表明，物质的密度直接取决于原子核的质量和原子的极端电子壳层在空间中所占的体积，并表明金属原子的密集堆积。在位于金属和非金属之间的间隔区的半金属和元素中观察到与这种依赖性的偏差。它们可能是由原子形状的非球形或原子之间的力减弱引起的。
所进行的分析普遍证实了许多元素的原子和原子核的形状接近球形的结论，并建立了原子核的密度、质量和原子大小之间的因果关系。它开辟了估计由不同元素的原子组成的更复杂物质的密度的可能性。
